圖靈將人在紙上的計算過程看成是由一系列機械的行為所組成的,數(shù)據(jù)存放在紙袋上,一次只移動一格,將一系列大的步驟拆成小的步驟,如78×45,先計算78×4,再計算78×5,而78×4又可以再分成7×4和8×4,所有的計算過程最終都將轉(zhuǎn)換成非常小的、機械的操作過程,當(dāng)前時刻具體執(zhí)行到哪里通過讀寫頭指示器決定。如果將這種思想和現(xiàn)在的計算機類比一下,就知道:紙袋就像一個存儲器,讀寫頭就像是程序指針?,F(xiàn)代計算機的思想實際上和圖靈機是一樣的,圖靈后來也參與了計算機的研制工作。
與馮·諾依曼同時代的富蘭克爾(Frankel,馮·諾依曼同事)在回憶中說:馮·諾依曼沒有說過“存儲程序”型計算機的概念是他的發(fā)明,卻不止一次地說過,圖靈是現(xiàn)代計算機設(shè)計思想的創(chuàng)始人。馮·諾依曼的作用是使世界認識了由圖靈引入的計算機基本概念。
《時代》雜志在評價馮·諾依曼時說:
事實上,從耗資1000萬美元的超級計算機到今天的無線電話和菲比玩具上所使用的微小芯片,所有的計算機都有一個共同點:它們都是“馮·諾依曼機”,都是馮·諾依曼基于圖靈在20世紀(jì)40年代的工作所提出的計算機的基本結(jié)構(gòu)的變種。
圖靈的八卦
圖靈是一個杰出的密碼破譯專家,為二戰(zhàn)做出重要貢獻,比“黃依依”要厲害很多。當(dāng)時德國采用一種叫做“謎”(Enigma)的加密機,圖靈成功的設(shè)計出了一種叫做霹靂彈(Bombe)的機器,成功地破譯了這臺加密機。事實上,生活在那個時代的很多科學(xué)家,都或多或少地和戰(zhàn)爭聯(lián)系在了一起,如香農(nóng)也做過類似的工作。
圖靈也是人工智能的先驅(qū),他提出了一個模仿游戲試驗,后人稱為“圖靈測試”。該實驗把被提問的一個人和一臺計算機分別隔離在兩間屋子,讓提問者對人和計算機進行問答測試。如果提問者分不清回答者是人還是機器,那就證明計算機已具備人的智能。人工智能和計算機的起源其實是一樣的,早期的很多科學(xué)家研究計算機,主要還是想用它來模擬人類大腦的邏輯思維過程進行運算、推理等。
圖靈還是一位運動健將,他在1947年用兩小時46分3秒跑完了馬拉松,這絕對是個專業(yè)級的成績。
圖靈的晚年過得十分凄慘,他是一個同性戀,在當(dāng)時并不能得到人們的認同,圖靈因同性戀而被起訴,職業(yè)生涯盡毀。1954年圖靈因為食用沾染氰化鉀的蘋果而死亡。
2009年9月,英國首相布朗因為當(dāng)年英國政府以同性戀相關(guān)罪名起訴圖靈并定罪,導(dǎo)致他自殺身亡,正式向圖靈道歉。
像圖靈這樣,活著的時候悲慘,死后被人當(dāng)成寶的人大有人在,上面說的巴貝奇與艾達也是這樣。在三大計算機之父中,就屬馮·諾依曼過得最滋潤,生前得到的榮譽最高。
7.第一臺電子計算機之爭
很多課本上都將ENIAC作為世界上第一臺電子計算機,并且夸大馮·諾依曼對它的貢獻,其實不然。
從1939年~1942年,約翰·阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff)和克利福德·貝利(Clifford Berry)在衣阿華州立大學(xué)物理系大樓的地下室建成了世界上最早的電子計算機ABC(Atansoff-Berry Computer),這臺計算機就是以他們的名字命名的。
約翰·阿塔納索夫?qū)⒃O(shè)計計算機的思路毫不保留地告訴了毛奇萊(John William Mauchly),1946年,毛奇萊和艾科特(John Presper Eckert)建成了ENIAC計算機,并在世界上首次取得了專利。1973年,美國聯(lián)邦州立法院判處ENIAC的專利無效,因為它的設(shè)計思路源自約翰·阿塔納索夫的發(fā)明,并確認阿塔納索夫是第一個電子計算機方案的設(shè)計者。
在第二次世界大戰(zhàn)期間,美國軍隊非常迫切地需要對他們設(shè)計的新型火炮的彈道進行計算,當(dāng)時,軍方雇傭了成百上千的人力“計算機”,Computer這個詞最早是指從事計算的人,到后來才獨指計算機。當(dāng)軍方得知電子計算機可以將彈道表的計算時間從幾天縮短到幾分鐘時,軍方?jīng)Q定資助ENIAC計劃。
1943年,該項目由美國國防部出資,賓西法尼亞大學(xué)承建。該計算機直接的目的是在第二次世界大戰(zhàn)時為軍方計算彈道的軌跡。計劃總是趕不上變化,沒想到德國1945年就投降了,不過ENIAC的研究沒有停止,因為計算機能做的工作遠不止計算彈道軌跡這么簡單。毛奇萊任首席設(shè)計師,艾科特任首席工程師(當(dāng)時24歲)。建成后,ENIAC是當(dāng)時世界上最大最強,也是最有影響力的計算機,現(xiàn)在都將它認為是世界上第一臺電子計算機。
1997年,為了紀(jì)念這臺電子計算機誕生50周年,一群賓西法尼亞大學(xué)的學(xué)生制造了單芯片的ENIAC,這個以前占地1800平方尺、重30噸、耗電170千瓦的龐然大物現(xiàn)在被微縮到只有拇指甲大小的芯片上。
8.馮·諾依曼機
歷史上,享有數(shù)學(xué)家稱號的人不少,但是享有大數(shù)學(xué)家稱號的人不多,馮·諾依曼就是其中一個,在他參與ENIAC研制前,就已經(jīng)是赫赫有名的大數(shù)學(xué)家了,而且他涉獵極廣,會7種語言,他和經(jīng)濟學(xué)家摩根一起合著了《博弈論與經(jīng)濟行為》,創(chuàng)立了博弈論。 馮·諾依曼有句名言:“如果人們不相信數(shù)學(xué)很簡單,只是因為他們沒有認識到生活有多復(fù)雜。”
馮·諾依曼于1903年出生于匈牙利的猶太人家族,后來來到美國。1944年,諾伊曼參加原子彈的研制工作,該工作涉及極為困難的計算。1944年夏的一天,正在火車站候車的諾依曼巧遇戈爾斯坦,并同他進行了短暫的交談。當(dāng)時,戈爾斯坦是美國彈道實驗室的軍方負責(zé)人,他正參與ENIAC計算機的研制工作。戈爾斯坦告訴了馮·諾依曼有關(guān)ENIAC的研制情況。具有遠見卓識的馮·諾依曼立即為這一研制計劃所吸引,他意識到了這項工作將產(chǎn)生深遠的意義。